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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 21
Activité 4 - Activité expérimentale
Intensité et tension pour un condensateur
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Objectif : Établir et résoudre l'équation différentielle de la tension aux bornes d'un condensateur.
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Problématique de l'activité
Dans le cas du résistor, la loi d'Ohm U = R · I établit un lien entre l'intensité du courant traversant le dipôle et la tension à ses bornes.
Quel est le lien entre l'intensité et la tension aux bornes d'un condensateur ?
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Doc. 1 Schéma du circuit de mesure
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Doc. 2 Matériel nécessaire
- Système d'acquisition (oscilloscope à mémoire avec transfert de données possible, interface d'acquisition, microcontrôleur type Arduino, etc.)
- Deux sondes différentielles
- Condensateur C de capacité voisine de 10^{-5} F
- Alimentation stabilisée
- Interrupteur
- Fils de connexion
- Résistor de résistance R de l'ordre du MΩ
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Doc. 3 Extrait du code Python
pour retrouvez le code Python et pour télécharger le code Arduino.
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Doc. 4 Temps caractéristique
L'évaluation de \tau = R · C permet d'estimer le temps d'acquisition à paramétrer. Lors d'une charge d'un condensateur, à un temps t = τ, u_{\mathrm{C}} est égal à 63 % de sa valeur finale. À 5 τ, ce pourcentage monte à 99 %.
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Questions
Compétence(s)
REA : Effectuer des mesures avec des capteurs
REA/MATH : Résoudre une équation différentielle
REA/MATH : Résoudre une équation différentielle
1. Réaliser le montage présenté dans le doc. 1. Au cours de la charge, suivre l'évolution des tensions u_{\mathrm{R}}(t) et u_{\mathrm{C}}(t) au cours du temps. Les représenter.
2. Proposer une méthode pour obtenir l'intensité du courant i(t).
GeoGebra
3. À l'aide du programme Python fourni, représenter la dérivée de la tension u_{\mathrm{C}}(t) par rapport au temps. Tracer alors i(t) en fonction de \frac{\mathrm{d} u_{\mathrm{C}}(t)}{\mathrm{d} t}.
4. Justifier que i est proportionnel à \frac{\mathrm{d} u_{\mathrm{C}}(t)}{\mathrm{d} t}. Vérifier que le coefficient de proportionnalité correspond à la capacité C du condensateur utilisé.
GeoGebra
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Synthèse de l'activité
Déterminer la relation entre la tension u_{\mathrm{C}} aux bornes du condensateur et l'intensité i.
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah